Cell migration and invasion assays

Methods 37 (2005) 208–215

https://www.sodocs.net/doc/155991371.html,/locate/ymeth

1046-2023/$ - see front matter 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

doi:10.1016/j.ymeth.2005.08.001

Cell migration and invasion assays

Aline Valster a,1, Nhan L. Tran d,1, Mitsutoshi Nakada d , Michael E. Berens d ,

Amanda Y. Chan a , Marc Symons a,b,c,¤

a

Feinstein Institute for Medical Research at North Shore-LIJ, 350 Community Drive, Manhasset, NY 11030, USA

b

Department of Surgery, North Shore University Hospital, Manhasset, NY 11030, USA

c

Department of Anatomy and Structural Biology, Albert Einstein College of Medicine, Bronx, NY 10461, USA

d

Neurogenomics Division, The Translational Genomics Research Institute, Phoenix, AZ 85004, USA

Accepted 24 May 2005

Abstract

The processes of cell migration and invasion are integral to embryonic development and the functioning of adult organisms.Deregulation of these processes contributes to numerous diseases. Ras GTPases and in particular members of the Rho subfamily of GTPases play critical roles in cell migration and invasion. Here, we provide a collection of protocols to assay these functions. We describe two cell migration assays. The monolayer wound healing assay is very easy to implement, whereas the microliter-scale migration assay allows examination of cell behavior on de W ned extracellular matrices. We also describe two methods that allow the quanti W cation of tumor cell invasion, a versatile transwell Matrigel invasion assay and an organotypic assay that examines the inva-sion of glioma cells through a rat brain slice. 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

Keywords:Migration; Invasion; siRNA; Rac; Glioma

1. Introduction

Cell migration is a process that is critical at many stages of embryonic development, and is essential for tis-sue repair and immune function [1]. Importantly, dereg-ulated motile behavior contributes to pathological processes including tumor angiogenesis and metastasis,atherosclerosis, and arthritis [2–4].

Members of the Ras superfamily of GTPases, most notably the Rho proteins, play a prominent role in cell migration [5]. Thus, the Rac, Cdc42, and Rho GTPases are essential for growth factor- and cytokine-stimulated chemotaxis in W broblasts, macrophages and neutrophils [6–9]. In addition, Rac, Cdc42, and Rho are necessary for the invasive behavior of carcinoma cells and W bro-blasts [7,10–12]. The signaling pathways that are acti-vated by Rho proteins to regulate cell migration and invasion are under intense scrutiny [1,5,13].

We will focus this review on glioma cells. The migra-tory and invasive properties of these tumor cells are important prerequisites for the in W ltrative and destructive growth patterns of malignant gliomas. In W ltrative growth prevents complete tumor resection and therefore, causes signi W cant neurological morbidity and mortality [14].To date, examination of the roles of Rho proteins in cell migration and invasion has heavily relied on the inhibitory e V ects of dominant negative mutants of these GTPases and on the stimulation of signaling pathways by constitutively active versions. Introduction of these mutants into cells has been achieved by microinjection of plasmids or recombinant proteins [8,15,16], transient transfection or the establishment of stable cell lines [7].Dominant negative GTPases act by competing with their endogenous counterparts for access to guanine

*

Corresponding author. Fax: +1 516 365 5090.E-mail address: msymons@https://www.sodocs.net/doc/155991371.html, (M. Symons).1

Both the authors contributed equally to this work.

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nucleotide exchange factors (GEF s) [17]. However, GEF s often catalyze nucleotide exchange on a number of di V erent Rho family members [18], thereby limiting the speci W city of dominant negative mutants. This is illustrated by the observation that expression of domi-nant negative mutant Rac1 interferes with the activation of RhoA by the Dbl GEF[19]. F or this reason, we recently have employed RNA interference (RNAi) [20,21] to speci W cally inhibit the expression of Rho GTP-ases. A protocol for transient transfection of short inter-fering RNA (siRNA) is described in Section 2.1.

2. Monolayer wound healing assay

Monolayer wound healing assays have been used very e V ectively for studying the roles of Rho GTPases in cell migration [16]. Recently, monolayer wounding has also been used to examine signaling events that are involved in the establishment of cell polarity during directed loco-motion [22,23].

Most of our recent experiments have been carried out using the SNB19 and U87MG grade IV glioblastoma cell lines. The SNB19 cell line can be obtained from the Developmental Therapeutics Program (NCI/NIH) and the U87MG line from ATTC. Both cell lines are very migratory and invasive.

2.1. siRNA-mediated protein knock down in glioblastoma cells

2.1.1. Selection of siRNA oligonucleotide sequence

Careful consideration concerning the selection of oli-gonucleotide sequence should be given to achieve e Y cient protein knock down and to avoid nonspeci W c e V ects. In the past, we have designed our own oligos fol-lowing speci W cations as established by the Tuschl labo-ratory. Guidelines are detailed on the Tuschl website: https://www.sodocs.net/doc/155991371.html,/labheads/tuschl/sirna.html. This website is updated on a regular basis. Recently, we have started to use the services of Dharmacon (http:// https://www.sodocs.net/doc/155991371.html,) to select our siRNA oligonucleo-tide sequences. F or known genes siGenome oligo sequences directed against the gene’s open reading frame are successfully used in our laboratory and oligos against speci W c regions such as 3?UTR regions can be designed using the siDesign center that uses Smart Selec-tion design algorithms developed by Dharmacon [24]. The advantage of region-speci W c oligonucleotides such as 3?UTR-speci W c oligos is the ability to perform recon-stitution studies, by speci W cally knocking down endoge-nous proteins, without a V ecting expressed recombinant versions of these proteins [25].

O V-target interactions of siRNA have been described [26–28]. This problem can be circumvented by utilizing two independent targeting sequences, as the probability of generating similar o V-target e V ects by di V erent oligos is extremely low. We routinely have been using an oligo-nucleotide directed against GL2 luciferase as a negative control [29]. As a positive control, we have been using an oligonucleotide directed against dynamin 2 (see Section 2.4—1.). Kits with additional control oligos are also available from Dharmacon. An in X uential editorial regarding the use of controls for RNA interference experiments has been published in Nat. Cell Biol. [30].

2.1.2. Transient siRNA oligonucleotide transfection

A lipid-based method is used to introduce siRNA oli-gonucleotides into SNB19 glioblastoma cells. We prefer to use Lipofectamine 2000 (Invitrogen) as the lipid car-rier over other reagents we have tested because of the high e Y ciency knock down of proteins at low oligonu-cleotide concentrations (20nM W nal concentration) we routinely observe using this method. As some variability exists between transfections, we plate and transfect mul-tiple wells per treatment.

In preparation for Lipofectamine 2000-mediated trans-fections, SNB 19 cells are plated in a 24-well plate at a con X uency of 50–70% (?3–4￡104 cells per well) in 500 l plating medium (DMEM medium supplemented with 10% FBS but without antibiotics). The con X uency of the cells is important because at lower cell counts toxicity of the transfection reagent becomes limiting and at higher cell counts lower transfection e Y ciency hampers e Y cient protein knock down. The optimum con X uency for trans-fection is cell-type dependent and should be determined for each cell line independently to optimize transfection e Y ciency. SNB19 cells are allowed to attach to the tissue culture dish for about 2h as it is important to transfect the cells while they are in the early stages of cell spreading.

0.6 l siRNA oligonucleotide duplex (at 20 M) is added to 47–49 l DMEM medium (to make a total vol-ume of 50 l) without serum and in a separate tube 1 l Lipofectamine 2000 is added to 49 l DMEM. After a 5min incubation at room temperature, the diluted siRNA oligonucleotide and lipid are combined, gently mixed, and further incubated for 20min to allow the for-mation of the transfection complexes. The complexes are subsequently added to the cells and mixed with the plat-ing medium by gently swirling the tissue culture dish.

After about 24h, the medium containing the transfec-tion complexes should be aspirated and replaced by reg-ular plating medium (DMEM with 10% F BS). By this time, the cells typically display an array of ‘vacuole-like’structures that do not seem to have any negative e V ect in subsequent culture and analysis of the cells. F or most proteins studied in our lab, in SNB19 cells, protein knock down reaches an optimum at around day 3 after transfection and typically lasts for another 2 or 3 days. Hence, cells are routinely assayed 3 days post transfec-tion. However, the timeline for optimum protein knock down is dependent on the protein and cell line of interest

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and should be determined for each protein and cell line separately.

2.2. Transient plasmid transfections in glioblastoma cells

We also have established a protocol that allows e Y cient transient expression of proteins in SNB19 cells using the E V ectene transfection reagent (Qiagen). Using this method, transfection e Y ciencies of >80% are routinely obtained. It is important for e Y cient transfection to use freshly plated cells (less than 24h after plating the cells).

The details of the transfection protocol for SNB19 cells are as follows. Cells are plated at ?70% con X uency (?4￡104 cells/well in 24-well plate) in 500 l plating medium (DMEM with 10% FBS) without antibiotics. A mixture of the following is made using the E V ectene transfection kit components provided by Qiagen: 120 l bu V er EC; 0.4 g plasmid DNA, and 6.4 l Enhancer. This mixture is incubated for 3min at room temperature, after which 8 l E V ectene is added. After an additional 7min incubation during which transfection complexes are formed, 700 l DMEM with 10% FBS is added and this mixture is applied to the cells. We typically assay cells 24h after transfection.

2.3. Monolayer wound healing assay

SNB19 cells are treated according to experimental design. F or siRNA transfections two wells in a 24-well plate are transfected using Lipofectamine 2000 transfec-tion reagent as described above. The next day, the cells are combined in one well of a six-well culture dish. Before plating into this dish, two parallel lines are drawn at the underside of the well with a Sharpie marker. These lines will serve as W ducial marks for the wound areas to be analyzed. At the day of analysis, the monolayer should be absolutely con X uent. In preparation for mak-ing the wound, the growth medium is aspirated and replaced by calcium-free PBS to prevent killing of cells at the edge of the wound by exposure to high calcium concentrations. Two (or more) parallel scratch wounds of approximately 400 m width are made perpendicular to the marker lines with a blue P1000 pipet tip (Fisher). This procedure makes it possible to image the entire width of the wound using a 10￡ objective.

The wounds are observed using phase contrast microscopy on an inverted microscope. Images are taken at regular intervals over the course of 12–24h of both areas X anking the intersections of the wound and the marker lines (D8 images per treatment).

The width of the wound should be as consistent as possible, since narrow wounds tend to close faster than wider wounds. If more than two scratches are made, wounds with similar widths can be chosen for analysis. Images are analyzed by digitally drawing lines (using Adobe Photoshop) averaging the position of the migrat-ing cells at the wound edges. The cell migration distance is determined by measuring the width of the wound divided by two and by subtracting this value from the initial half-width of the wound (Fig.1).

2.4. Notes

1.A positive control that is useful for the implementa-

tion of siRNA methodologies is siRNA directed against dynamin 2 [31]. This protein is ubiquitously expressed at high levels and is readily detected by immuno X uorescence. In contrast to lamin A/C, which also has been used as positive control [29], dynamin 2 tends to be expressed in a very uniform fashion throughout the cell population, making it easier to evaluate the transfection e Y ciency.

2.Transient transfection of adherent cells that are

refractory to the described protocols can be improved point and condition.

Rac1 si RNA

control

A. Valster et al. / Methods 37 (2005) 208–215211

by either transiently trypsinizing the cells [32] or by detaching the cells and transfecting in suspension [33].

3.F or the determination of chemotaxis (migration

directed upward a concentration gradient of chemo-attractant), a number of assays have been described.

These include the use of the Boyden-chamber [7,34] and the Dunn-chamber assays [8].

3. Microliter-scale migration assay

The microliter-scale migration assay that we discuss allows examination of the migratory responses of cells to speci W c extracellular matrix (ECM) components. The assay is conducted in a small volume of medium, which is favorable for testing expensive or rare reagents for their e V ect on cell migration, such as pharmacological agents, antisense oligonucleotides, siRNA, and antibod-ies. This protocol allows for assaying adherent or nonad-herent cells that have been activated to adhere. In addition, subsequent immunostaining of the migrating cells can be performed to examine reorganization of the actin cytoskeleton, localization of proteins involved in cytoskeletal organization, matrix remodeling, adhesion complexes, and signaling events. F inally, multiple phe-notypic endpoints can be measured to study the e V ect of molecular and biochemical determinants on cell motility, proliferation, apoptosis, gene expression, and signal transduction [35–37].

3.1. Assembly of the migration assay

Ten-well Te X on-printed microscope slides that have been designed for this assay can be obtained commer-cially (CSM, Phoenix, AZ). F irst, place the 10-well slide(s) into a petri dish and add two drops of water under each end of the slide. The drops will disperse by capillary action and keep the slide in place. Coat the 10-well slides with the ECM component of interest by add-ing 20 l to each well, followed by 1h incubation at 37°C. After coating, rinse the wells three times with PBS and block the nonspeci W c binding sites with 0.1% BSA in PBS for 30min at 37°C. Rinse the slides twice with PBS, add 50 l PBS to each well and store at 4°C in PBS until ready to use.

Next, aspirate the PBS from the wells and replace by 50 l medium. Carefully place the pre-chilled (4°C) Cell Sedimentation Manifold (CSM; CSM, Phoenix, AZ) onto the slide. The CSM is designed to W t over the 10-well Te X on-slides and allow cells to settle and attach within a 1mm circumference in the center of each well. Carefully remove any air bubbles that reside in the channels. This is important to ensure that cells will properly fall through the channel onto the slide. Finally, harvest cells by trypsin-ization, adjust cell concentration to approximately 2000 cells/ l (2￡106 cells/ml), and keep the cell suspension on ice. Carefully place 1 l of the cell suspension into each well. If the cells are injected too quickly, the cells will tend to disperse out of the bottom of the well. Injection of air bubbles can be avoided by over W lling the pipet with cells (1.3 l) and expulsing only to the W rst stop on the pipet. Place a 35-mm petri dish W lled with sterile water in the chamber with the slide to ensure 100% humidity. To allow cell attachment, incubate the slides with the CSM over-night at 37°C, 5% CO2 atmosphere and constant humid-ity. Cell attachment can be veri W ed with the manifold still mounted. Subsequently, gently remove the manifold and refeed each well.

3.2. Quantitation of cell migration

Cell migration is measured using an inverted micro-scope. A glass microscope slide is suspended over the 10-well Te X on slide (1mm above cell surface) using a manu-factured silicone suspension pad (CSM). This prevents drying of the wells and facilitates imaging by eliminating the aberration e V ects caused by the meniscus of the medium. The glass microscope slide can subsequently be removed without disrupting the cell monolayer for drug treatment or medium exchange.

The area occupied by the cells is visualized by inverted microscopy using a 2.5￡ objective (Fig.2). Images are captured most e Y ciently using digital imag-ing. A digital video of cell migration is hosted on the TGen W le server at https://www.sodocs.net/doc/155991371.html,/supplemen-tal_glioma/glioma_migration.mpg. The radius of the migrating cell population can be measured at the appro-priate intervals using a macro that can be downloaded from the CSM, website at https://www.sodocs.net/doc/155991371.html,. The average migration rate of W ve to ten replicates is cal-culated as the increasing radius of the entire cell popula-tion over time.

3.3. Notes

https://www.sodocs.net/doc/155991371.html,ponents of the cell sedimentation system can be

sterilized. Package the Cell Sedimentation Manifold Fig.

2. Bright W eld micrographs of glioma migration on human lami-nin substrate. Micrographs were taken 16h after plating (t D0) and after allowing cells to migrate out for 24h (t D24). The circle circum-scribing the cells is used to calculate the migration rate. Bar D2mm.

212 A. Valster et al. / Methods 37 (2005) 208–215

and Te X on-masked and plain slides in separate auto-clave bags. Steam autoclave the bags. The manifold can be stored at 4°C until ready to use. The slides can be stored at room temperature.

2.At the end of the appropriate migration period, the cells can be W xed and processed for microscopic eval-uation by a number of techniques, including immuno-cytochemistry and in situ hybridization [36,37].

4. Transwell invasion assay

SNB19 cells are experimentally treated as described in Section 2.1. Two days after transfection, Matrigel Inva-sion Chambers (Becton Dickinson) are hydrated for at least 2h in the tissue culture incubator with 500 l serum free DMEM in the bottom of the well and 500 l in the top of the chamber. After hydration of the Matrigel, the DMEM in the bottom of the well is replaced with DMEM containing 10% F BS. 4￡104 SNB19 cells are plated in 500 l DMEM supplemented with 10% FBS in the top of the chamber.

The invasion assay is carried out for 24h in the tissue culture incubator. The cells are W xed by replacing the culture medium in the bottom and top of the chamber with 4% formaldehyde dissolved in PBS. After W xing for 15min at room temperature, the chambers are rinsed in PBS and stained with 0.2% crystal violet for 10min.After washing the chambers 5 times by dipping the

chambers in a large beaker W lled with dH 2O the cells (now blue in color) at the top of the Matrigel membrane are removed with several Q-tips. It is safe to assume that all cells are removed when no more blue dye can be removed with the Q-tips. Now all cells that remain are the ones that have invaded and made it to the bottom side of the membrane (Fig.3). These cells are counted using an inverted microscope equipped with either a 4￡or a 10￡ objective and plotted as the percentage of invading cells of the total number of plated cells.

Note. The invasive behavior of most cell lines is enhanced by passaging the cells the day before starting the invasion assay.

5. Brain slice invasion assay

Cellular behavior and signaling in general is strikingly di V erent when evaluated on a two-dimensional substrate in contrast to a three-dimensional environment [38,39].Although studies of both melanoma and glioma cells have shown that there is a strong correlation between increased migration on two-dimensional substrates in vitro and increased invasiveness in vivo [40,41],in vitro migration assays performed on de W ned matrix components do not adequately incorporate the complex interplay between tumor cells and stroma required for cell invasion in situ [42]. Thus, the establishment of ex vivo rat brain slice models presents a unique system for the evaluation of the invasive properties of glioma cells in more physiologically relevant conditions [37,43,44].

5.1. Establishment of GFP-expressing cell lines

F or the establishment of GF P-expressing cell lines,we utilize the Retro-X system (Becton Dickinson).Brie X y, PLAT-E packaging cells are transfected with the retroviral expression vector using E V ectene, using the protocol provided by the manufacturer (Qiagen). The culture supernatant of the PLAT-E cells is removed 48h after transfection, W ltered through a 0.45 M cellulose-acetate W lter, and added to subcon X uent cultures of cells.For the rapid selection of cells that stably and uniformly express GFP, we use a two-tiered selection process. First,two days after transfection, cells are sorted by F ACS and subsequently selected in DMEM containing G418(200 g/ml).

5.2. Brain slice invasion assay

5.2.1. Preparation of rat brain slices

The brain slice model system of rat whole cerebrum is modi W ed from the organotypic culture methods previ-ously reported [37,43,44]. Brain tissue is prepared from 4-week-old male Wister rats (Crl: (WI)BR; Charles

100120Control Rac1 RNAi

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River Lab, Wilmington, MA). After halothane anesthe-sia, the whole brains are quickly removed and placed in cold Hanks’ Balanced Salt Solution (GIBCO), which contains 100units/ml penicillin and 100 g/ml strepto-mycin. The brain is cut vertically to the base with a scal-pel, 1mm inward from both rostral and caudal ends of the cerebrum. The cerebrum is attached to the stage of a vibratome (1000 Plus; The Vibratome, St. Louis, MO) using glue (Krazy Glue, Elmer’s Products, Columbus, OH)). The attached cerebrum is further supported by small cubes of 3% agarose gel, which are also attached to the stage by glue. The cerebrum is then cut vertically to the base in 400- m-thick sections. Six slices can be obtained from one rat.

The brain slices are transferred to the upper chamber of a transwell insert (six-well plate) and placed on top of the 0.4- m micropore polycarbonate W lter (Becton Dick-inson). Next, 500 l of medium is added to the upper chamber and 1.5ml to the lower chamber. The slice cul-ture medium consists of DMEM with 10% FBS, 100units/ ml penicillin and 100 g/ml streptomycin. The brain slice culture is incubated at 37°C under standard conditions of 100% humidity, 95% air, and 5% CO2. The slices are kept in the incubator until use. The organotypic cytoarchitec-ture of these cultured brain slices and neuronal viability can be preserved for over two weeks [43].

5.2.2. Implanting the GFP-expressing cells on brain slice

Three days after transfection with siRNA (Section 2.1), the GF P-expressing cells are trypsinized, collected in DMEM with FBS and spun down. After resuspension in DMEM without FBS, the cells are counted and fur-ther diluted in serum-free DMEM to 2￡108 cells/ml. Before the cells are placed on the brain slice, the medium in the upper chamber is aspirated. The surface of brain slice should be semi-dry. This step is critical to avoid cell dispersion over the slice. 105 cells are gently placed on the putamen (0.5 l transfer volume). Subsequently, 500 l of serum-free medium is added onto the upper chamber to avoid drying of brain slice, but still allowing the surface of the slice to remain well exposed to the air. This is critical for the long-term survival of the neuronal cells in the slices. Both right and left sides of the brain slice are used. Typically, we perform three transfections for three brain slices each.

Lateral migration of the cells on the upper side of the brain slice can be examined by X uorescent stereomicro-scopic imaging using a Macro-Fluorescent Imaging Sys-tem at 10￡ magni W cation (SZX12-RF L3; Olympus) equipped with a GF P barrier W lter (DP50; Olympus). Half of the medium is replaced with fresh medium every 2 days. Depending on the cell line, observations are car-ried out over one to several days.

5.2.3. Quantitation of glioma cell invasion into the ex vivo brain slice

To quantitate glioma cell invasion into the brain slice, the brain slice is W xed overnight on the membrane in 4% paraformaldehyde at 4°C. Subsequently, the polycarbon-ate membrane is cut out using a scalpel and the W lter with the brain slice are transferred onto a microscope slide for observation using an inverted laser confocal microscope (LSM 5; Zeiss). Serial sections are obtained every 7.5 m downward from the top surface to the bottom of the slice (Fig.4A). Scion image software is used to calculate total area of GFP-stained cells. The area is plotted as a function of the distance from the top surface of the brain slice and the distribution curve is constructed. The extent of glioma

F

ig.4. (A) Confocal X uorescence micrographs showing invasion of U251 glioma cells 5 days after transfer to brain slices. Serial sections were

obtained every 7.5 m downward from the brain slice surface (0 m) to a deeper site (82.5 m). Six representative sections are shown. Bar D100 m.

(B) Fluorescence distribution curve calculated from the data in (A).

214 A. Valster et al. / Methods 37 (2005) 208–215

cell invasion in the slice is de W ned as the depth ( m) that shows half of the maximum area of invasive cells (Fig.4B). Data showing that siRNA-mediated depletion of Rac1 inhibits the invasive behavior of glioma cells in this system are shown in Fig.5.5.3. Note

A common problem with brain slice invasion assay is bacterial contamination. To avoid this,

1.Disinfect all instruments before starting this assay using 70% ethanol.

https://www.sodocs.net/doc/155991371.html,e gloves that are sterilized.

https://www.sodocs.net/doc/155991371.html,e medium that contains antibiotics.

https://www.sodocs.net/doc/155991371.html,e sterile hood when the brain slices are handled.

6. Concluding remarks

With the exception of the brain slice invasion model,the methods described in this review are applicable to

other cells types in addition to glioma. On the other hand,although logistically and technically much more involved,the brain slice invasion model described here is unique in that it allows examination of tumor cell invasion in an organotypic fashion. An alternative approach that permits the detailed study of the invasive behavior of other tumor cells in a physiological setting is intravital imaging, either in whole animals [45] or in isolated organs [46].

Acknowledgments

This work was supported by National Institutes of Health Grant CA87567 to M.S. and NS042262 and NS043446 to M.E.B.

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Fig.

5. Rac1-directed siRNA inhibits invasion of glioblastoma cells in rat brain slices. (A) Confocal X uorescence micrographs of SNB19 gli-oma cells stably expressing green X uorescent protein. Cells were trans-fected with siRNAs directed against luciferase (control) or Rac1, two days prior to transfer to the bilateral putamen of rat brain slices and observed at the indicated time. Bar D 500 m. (B) Invasion rates of SNB19 and U87MG cells treated with the indicated siRNA constructs were calculated from Z axis images collected by confocal laser scan-ning microscopy. The mean values of the invasion rates were obtained from six independent experiments.

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2010CB530100-重要病毒的入侵机制研究

项目名称：重要病毒的入侵机制研究 首席科学家：胡勤学中国科学院武汉病毒研究所起止年限：2010年1月-2014年8月 依托部门：中国科学院

一、研究内容 【拟解决的关键科学问题】 以冠状病毒科、黄病毒科和疱疹病毒科中的代表病毒HCoV-HKU、JEV和HSV为主要研究对象，通过对I、II、III型病毒入侵机制的比较研究，发现其共性或规律，为设计相对广谱的抗病毒入侵药物提供新思路，是病毒病防治的重大需求。本项目将集中解决如下关键科学问题： （1）病毒包膜蛋白-细胞受体相互作用的分子机制。 （2）病毒包膜蛋白变构诱导病毒-细胞膜融合的机理及其抑制。 其学术内涵包括： 1、HCoV-HKU、JEV等的入侵受体尚未确定 冠状病毒HCoV-HKU的入侵受体尚未确定；黄病毒JEV、疱疹病毒HSV在不同细胞上可以与不同细胞表面分子结合，但有些只是吸附因子而不是入侵受体。发现HCoV-HKU、JEV的细胞受体及研究受体的分子识别机制对于研究病毒包膜蛋白与细胞受体相互作用、病毒内化及病毒膜-细胞膜融合的分子机制等具有重要意义。而且，阐明这些科学问题将有助于揭示HCoV-HKU、JEV、HSV为代表的I、II、III型包膜病毒的入侵机制及规律，并为药物设计和新型疫苗研制提供科学依据和突破口。 2、HCoV-HKU、JEV、HSV病毒内化和病毒-细胞膜融合的机制仍不清楚 HCoV-HKU、JEV和HSV病毒内化、病毒膜与细胞膜融合等过程的分子机制均不清楚。除以上共性问题外，有待回答的问题还包括：（1）HCoV-HKU：尚无HCoV-HKU敏感细胞系；HCoV-HKU S 蛋白的激活方式及介导病毒入侵途径不明确；HCoV-HKU S 蛋白的抗原特性及病毒中和抗体表位尚有待研究。（2）JEV：对包膜蛋白中决定细胞、组织嗜性和毒力的相关位点不明确；对JEV入侵初始靶细胞、入侵抗原提呈细胞及入侵血脑屏障的分子机制均不清楚。（3）HSV：其入侵是通过4个病毒包膜蛋白gB、gD、gH、gL与细胞膜或内体膜蛋白相互有序的协同作用实现的。gD 是主要的受体结合蛋白，是HSV入侵的重要决

入侵检测技术 课后答案

精品文档 . 第1章入侵检测概述 思考题： （1）分布式入侵检测系统（DIDS）是如何把基于主机的入侵检测方法和基于网络的入侵检测方法集成在一起的？ 答：分布式入侵检测系统是将主机入侵检测和网络入侵检测的能力集成的第一次尝试，以便于一个集中式的安全管理小组能够跟踪安全侵犯和网络间的入侵。DIDS的最初概念是采用集中式控制技术，向DIDS中心控制器发报告。 DIDS解决了这样几个问题。在大型网络互联中的一个棘手问题是在网络环境下跟踪网络用户和文件。DIDS允许用户在该环境中通过自动跨越被监视的网络跟踪和得到用户身份的相关信息来处理这个问题。DIDS是第一个具有这个能力的入侵检测系统。 DIDS解决的另一个问题是如何从发生在系统不同的抽象层次的事件中发现相关数据或事件。这类信息要求要理解它们对整个网络的影响，DIDS用一个6层入侵检测模型提取数据相关性，每层代表了对数据的一次变换结果。 （2）入侵检测作用体现在哪些方面？ 答：一般来说，入侵检测系统的作用体现在以下几个方面： ●监控、分析用户和系统的活动； ●审计系统的配置和弱点； ●评估关键系统和数据文件的完整性； ●识别攻击的活动模式； ●对异常活动进行统计分析； ●对操作系统进行审计跟踪管理，识别违反政策的用户活动。 （3）为什么说研究入侵检测非常必要？ 答：计算机网络安全应提供保密性、完整性以及抵抗拒绝服务的能力，但是由于连网用户的增加，网上电子商务开辟的广阔前景，越来越多的系统受到入侵者的攻击。为了对付这些攻击企图，可以要求所有的用户确认并验证自己的身份，并使用严格的访问控制机制，还可以用各种密码学方法对数据提供保护，但是这并不完全可行。另一种对付破坏系统企图的理想方法是建立一个完全安全的系统。但这样的话，就要求所有的用户能识别和认证自己，还要采用各种各样的加密技术和强访问控制策略来保护数据。而从实际上看，这根本是不可能的。 因此，一个实用的方法是建立比较容易实现的安全系统，同时按照一定的安全策略建立相应的安全辅助系统。入侵检测系统就是这样一类系统，现在安全软件的开发方式基本上就是按照这个思路进行的。就目前系统安全状况而言，系统存在被攻击的可能性。如果系统遭到攻击，只要尽可能地检测到，甚至是实时地检测到，然后采取适当的处理

第八章入侵检测系统

第八章入侵检测系统 第一节引言 通过电子手段对一个组织信息库的恶意攻击称为信息战(information warfare)。攻击的目的可能干扰组织的正常活动，甚至企图对组织的信息库造成严重的破坏。对信息战的各种抵抗措施都可归结为三类：保护、检测、响应。 保护 (入侵的防范)指保护硬件、软件、数据抵御各种攻击的技术。目前各种网络安全设施如防火墙及VPN，各种加密技术，身份认证技术，易攻击性扫描等都属于保护的范围之内，它们是计算机系统的第一道防线。 检测 (入侵的检测)研究如何高效正确地检测网络攻击。只有入侵防范不足以保护计算机的安全，任何系统及协议都不可避免地存在缺陷，可能是协议本身也可能是协议的实现，还有一些技术之外的社会关系问题，都能威胁信息安全。因此即使采用这些保护措施，入侵者仍可能利用相应缺陷攻入系统，这意味着入侵检测具有其他安全措施所不能代替的作用。 响应 (入侵的响应)是入侵检测之后的处理工作，主要包括损失评估，根除入侵者留下的后门，数据恢复，收集入侵者留下的证据等。这三种安全措施构成完整的信息战防御系统。 入侵检测（Intrusion Detection，ID）是本章讨论的主题之一，它通过监测计算机系统的某些信息，加以分析，检测入侵行为，并做出反应。入侵检测系统所检测的系统信息包括系统记录，网络流量，应用程序日志等。入侵（Intrusion）定义为未经授权的计算机使用者以及不正当使用(misuse)计算机的合法用户(内部威胁)，危害或试图危害资源的完整性、保密性、可用性的行为。入侵检测系统（Intrusion Detection System，IDS）是实现入侵检测功能的硬件与软件。入侵检测基于这样一个假设，即：入侵行为与正常行为有显著的不同，因而是可以检测的。入侵检测的研究开始于20世纪80年代，进入90年代入侵检测成为研究与应用的热点，其间出现了许多研究原型与商业产品。 入侵检测系统在功能上是入侵防范系统的补充，而并不是入侵防范系统的替代。相反，它与这些系统共同工作，检测出已经躲过这些系统控制的攻击行为。入侵检测系统是计算机系统安全、网络安全的第二道防线。 一个理想的入侵检测系统具有如下特性： ?能以最小的人为干预持续运行。 ?能够从系统崩溃中恢复和重置。 ?能抵抗攻击。IDS必须能监测自身和检测自己是否已经被攻击者所改变。

(转自知艾)恐友关于HIV问题的汇总

1．与小姐全程戴套性交，安全吗？ 回答：全程戴套性交和口交，只要套没有破，不是高危行为，是安全的。 2．三周检测为阴，可以排除了吗？ 回答：使用现在的第三代试剂可以作出的有效检测如下： 1周检查出抗体的概率：22.6% 2周检查出抗体的概率：53.775% 3周检查出抗体的概率：84.1%; 4周检查出抗体的概率：98.4% 5周检查出抗体的概率：99.45% 6周检查出抗体的概率：99.994% 7周检查出抗体的概率：99.99986% 8周检查出抗体的概率：99.999999979% 3．手指上长了倒刺，而且我的手指曾经伸入了小姐的阴道，会感染吗？ 回答：只要你的手上没有明显的，新鲜的伤口，不会有感染的可能。所谓新鲜的伤口就是在流血的伤口或者24小时之内的伤口。手指倒刺只要没有出血不在此列。皮肤破损和通常意义的伤口是不同的概念。举例来说，很多人会有蜕皮的情况，褪皮部位的皮肤是有破损的，外层是老皮/死皮，内层是新皮。但这不是伤口，没有血流出来。整个皮肤组织相对来说是完整的，角质层保护着皮下的血管和毛细血管不暴露在外。艾滋病毒是只能生存在人的体液中，也只攻击人体内的淋巴细胞。所以不流血的伤口对艾滋病毒有很好的抵御作用。开放性的流血伤口就不一样了，角质层不完整的，血管或者毛细血管是直接暴露在外的，遇到含有病毒的体液或者血液就会有感染风险。黏膜来说，相对于皮肤，黏膜壁是非常薄的，因为黏膜部位都是没有角质层的。一但有破损，即使看不到血流出来，但是已经给病毒造成侵入的入口了。从病毒结构学上讲，任何病毒需要一个基本载体．比喻病毒性感冒病毒，它需要空气的推动，才能进入人的鼻孔或口腔，梅毒螺旋体需要血液或体液装载运行，艾滋病毒也是一样，除非你非常肯定有血进入了伤口．即便进入了，也不代表一定感染．血液由多种成分构成，艾滋病毒偏爱淋巴细胞，如果进入的那滴血中，淋巴细胞很少的话，艾滋病毒也没有兴趣到你伤口那里去＂玩＂．人的皮肤有若干层,第一层是表皮,即便破裂了,仍然有第二层也就是皮肤黏膜高度保护你,就是我们看见有血了,那也不能说明就一定是开 放性伤口,即便不幸是了,也要考虑病毒含量 4．吻了小姐的乳房，会有危险吗？ 回答：只要小姐身上没有明显的伤口，你没有口腔溃疡，就没有风险。 5．对小姐做了舔阴的行为，会有风险吗？ 回答：低风险行为，6周检测排除。 6．与小姐无套性交行为，安全吗？ 回答：高风险行为，6周检测排除。

网络安全技术习题及答案 入侵检测系统

第9章入侵检测系统 1. 单项选择题 1)B 2)D 3)D 4)C 5)A 6)D 2、简答题 （1）什么叫入侵检测，入侵检测系统有哪些功能？ 入侵检测系统（简称“IDS”）就是依照一定的安全策略，对网络、系统的运行状况进行监视，尽可能发现各种攻击企图、攻击行为或者攻击结果，以保证网络系统资源的机密性、完整性和可用性。 入侵检测系统功能主要有： 识别黑客常用入侵与攻击手段 监控网络异常通信

鉴别对系统漏洞及后门的利用 完善网络安全管理 （2）根据检测对象的不同，入侵检测系统可分哪几种？ 根据检测对象的不同，入侵检测系统可分为基于主机的入侵检测基于网络的入侵检测、混合型三种。主机型入侵检测系统就是以系统日志、应用程序日志等作为数据源。主机型入侵检测系统保护的一般是所在的系统。网络型入侵检测系统的数据源是网络上的数据包。一般网络型入侵检测系统担负着保护整个网段的任务。混合型是基于主机和基于网络的入侵检测系统的结合，它为前两种方案提供了互补，还提供了入侵检测的集中管理，采用这种技术能实现对入侵行为的全方位检测。 （3）常用的入侵检测系统的技术有哪几种？其原理分别是什么？ 常用的入侵检测系统的技术有两种，一种基于误用检测（Anomal Detection），另一种基于异常检测（Misuse Detection）。 对于基于误用的检测技术来说，首先要定义违背安全策略事件的特征，检测主要判别这类特征是否在所收集到的数据中出现，如果检测到该行为在入侵特征库中，说明是入侵行为，此方法非常类似杀毒软件。基于误用的检测技术对于已知的攻击，它可以详细、准确的报告出攻击类型，但是对未知攻击却效果有限，而且知识库必须不断更新。 基于异常的检测技术则是先定义一组系统正常情况的数值，如CPU利用率、内存利用率、文件校验和等（这类数据可以人为定义，也可以通过观察系统、并用统计的办法得出），然后将系统运行时的数值与所定义的“正常”情况比较，得出是否有被攻击的迹象。这种检测方式的核心在于如何定义所谓的正常情况。异常检测只能识别出那些与正常过程有较

入侵检测系统的研究

入侵检测系统的研究 【摘要】近几年来，随着网络技术以及网络规模的 不断扩大，此时对计算机系统的攻击已经是随处可见。现阶段，安全问题成为越来越多的人关注的重点。本文主要分析了入侵检测系统的功能、技术等情况。 【关键词】入侵检测系统研究情况 、刖言 目前的安全防护主要有防火墙等手段，但是由于防火墙 本身容易受到攻击，并且内部网络中存在着一系列的问题，从而不能够发挥其应有的作用。面对这一情况，一些组织开 始提出了通过采用更强大的主动策略以及方案来增强网络 的安全性。其中个最有效的解决方法那就是入侵检测。入 侵检测采用的是一种主动技术，从而弥补防火墙技术的不足，并且也可以防止入侵行为。 二、入侵检测系统的概述 （一）入侵检测系统的具体功能 入侵检测就是要借助计算机和网络资源来识别以及响 应一些恶意使用行为。检测的内容主要分为两个部分：外部的入侵行为、内部用户的未授权活动。然而入侵检测系统是由入侵检测的软件以及硬件这两个部分组成的。到现在为

止，入侵检测成为继防火墙之后的第二道安全闸门。在网络 安全体系中，入侵检测是成为一个非常重要的组成部分。总 之，入侵检测的功能主要包括了以下几个功能：第一，对用户活动进行监测以及分析；第二，审计系统构造变化以及弱点；第三，对已知进攻的活动模式进行识别反映，并且要向相关人士报警；第四，统计分析异常行为模式，保证评估重要系统以及数据文件的完整性以及准确性；第五，审计以及跟踪管理操作系统。 二）入侵检测系统的模型 在1987 年正式提出了入侵检测的模型，并且也是第 次将入侵检测作为一种计算机安全防御措施提出来。入侵检测模型主要分为六个部分：第一部分，主体。主体就是指在目标系统上进行活动的实体，也就是一般情况下所说的用户。第二部分，对象。对象就是指资源，主要是由系统文件、设备、命令等组成的。第三部分，审计记录。在主体对象中，活动起着操作性的作用，然而对操作系统来说，这些操作包括了登陆、退出、读、写以及执行等。异常条件主要是指系统可以识别异常的活动，比如：违反系统读写权限。资源使用情况主要指的是在系统内部，资源的实际消耗情况。时间戳主要是指活动所发生的时间。第四部分，活动档案。活动档案就是指系统正常行为的模型，并且可以将系统正常活动的相关信息保存下来。第五部分，异常记录。异常记录主要是可以将异常事件的发生情况表现出来。第六部分，活动规则。活动规则主要是指通过一组异常记录来判断入侵是否发生在规划集合中。一般情况下，通过将系统的正常活动模型作为准则，并且要按照专家所提出的系统或者统计方法来分析以及处理审计记录，如果已经发生了入侵，那么此时就应该采用相应的处理措施。 三）入侵检测系统的具体分类 通过研究现有的入侵检测系统，可以按照信息源的不同 将入侵检测系统分为以下几类： 第一，以主机为基础的入侵检测系统。通过对主机的审 计记录来进行监视以及分析，从而可以达到了入侵检测。这 监视主要发生在分布式、加密以及交换的环境中，从而可以判断出攻击是否发生。然而这一入侵检测系统存在着缺点，那就是该系统与具体操作系统平台有联系，从而很难将来自网络的入侵检测出来，并且会占有一定的系

艾滋病

艾滋病 艾滋病 艾滋病是获得性免疫缺陷综合征(简称ADS)的简称，是由人类免疫缺陷病毒(简 称HIV)所致的传染病。主要通过性接触及血液、血液制品和母婴传播传染。HIV能特 异性侵犯T．淋巴细胞(CD+)，引起机体细胞免疫系统严重缺陷，导致各种机会性顽固感 染、恶性肿瘤的发生，并对机体各系统、尤其是神经系统造成致命的损害，是当今世界 头号性传播疾病，也是头号传染病，已引起全人类的高度重视。 中医过去无艾滋病的研究资料，本世纪80年代初艾滋病出现后，特别是1985年在 国内出现第1例艾滋病以来，有关的研究已系统展开。目前除国内外，美国、日本、南韩及非洲援外的中国医疗机构都进行着卓有成效的工作。艾滋病就其性质来讲，属于 “疫疠”、“虚劳”的范畴，就其临床疾病的演变来讲，属于正虚邪犯，是一个正气渐虚、 邪气渐盛的过程，依据中医诊疗的核心一一辨证施治，并结合现代研究的成果辨病选药

遣方，无论是今天还是将来都会大有作为。 [病因病机] 根据艾滋病由艾滋病毒侵犯人体的基本原因来看，中医审症求因，其因当为邪毒外 袭和正气不足，特别是肾不藏精，肾亏体弱，所谓“邪之所凑，其气必虚”．其邪毒当属 疫疠之气，正如《温疫论》所说=“瘟疫之为病，非风、非寒、非暑、非湿，乃天地间别 有一种异气所感．”它具有强烈的传染性，即“五疫之至，皆相染易，无问大小，病状相 似”(《素问．刺法论》)。不过艾滋病这种疫疠不是以呼吸道、消化道这些常见途径传播， 而是通过性接触、血液及其制品、母婴接触及垂直传播传染的，又具有特殊性。由于肾 藏精，主生殖，主骨生髓通于脑，是先天之根，元气之所在，人的一身之根本，卫气之 所依，营气之所系．合其他脏腑及肌肤皮毛共司卫外固内之作用。大凡由性接触传染者， 多为嫖娼、同性恋、肛交、滥交伐精纵欲者，其肾精处匮乏状态易为邪毒之所入；而凡 吸毒者均用兴奋致幻之品，令人异常亢奋，性欲亢进(暂时)，心神恍惚，不能自恃，为

病毒进入细胞的几种感染形式

病毒进入细胞的几种感染形式 病毒通过以下不同的方式进入宿主细胞：注射式侵入、细胞内吞、膜融合以及其他特殊的侵入方式。 注射式侵入：一般为有尾噬菌体的侵入方式。通过尾部收缩将衣壳内的DNA 基因组注入宿主细胞内。 细胞内吞：动物病毒的常见侵入方式。经细胞膜内陷形成吞噬泡，使病毒粒子进入细胞质中。 膜融合：有包膜病毒侵入过程中病毒包膜与细胞膜融合。 直接侵入：大致可分为三种类型 ⑴部分病毒粒子直接侵入宿主细胞，其机理不明。 ⑵病毒与细胞膜表面受体结合后，由细胞表面的酶类帮助病毒粒体释放核酸进入细胞质中，病毒衣壳仍然留在细胞膜外，将病毒侵入和脱壳融为一体。 ⑶其他特殊方式。植物病毒通过存在于植物细胞壁上的小伤口或天然的外壁孔侵入，或植物细胞之间的胞间连丝侵入细胞，也可通过介体的口器、吸器等侵入细胞。 病毒的侵入 噬菌体 1952年证明DNA是遗传物质的一个有利的证据就是赫尔希（Hershey）等用同位素磷-32标记T噬菌体的核酸，用硫-35标记它的蛋白质，用这种被标记的病毒来感染不带任何同位素的大肠杆菌。结果证明含硫-35的蛋白完全留在细菌的外面，磷-32标记的核酸被注入细菌体内了。当T4尾部像肌肉那样收缩时，外壳里面的DNA就被挤进细胞体内。它的DNA分子相当长，约50，000 纳米，粗2.4纳米，而尾鞘中心的管子直径不过2.5-3.0纳米。这样长的DNA要通过这样细的管子完全完全细菌体内看起来也不是件容易的事，但是T4却能在1分钟内就完成任务。早期人们相信进入体内的只是DNA，不含任何蛋白质，但最近工作证明，有些壳内最里层的蛋白质也随着DNA一起进入细菌，这少量蛋白可能在以后的复制过程中起重要作用。 动物病毒进入寄主细胞就采取另外更简便的方法了。当某种外来颗粒与动物细胞接触时，细胞的一种自然反应是把颗粒包进去，发生吞噬现象。某些动物病毒恰恰利用了这种细胞的本能进入细胞。 植物细胞与动物细胞的显然不同点之一在于植物细胞有一个由纤维素组成的外壁，可以阻止很多东西进入细胞。假若细胞有了轻微的伤口，则病毒可以从伤口进入。植物的细胞壁也并非无缝可入，在坚硬的纤维素结构中分散有微小的管状突起，叫做外壁连丝，直接与外界沟通。有人认为植物病毒是经外壁连丝入侵的。在自然界，植物病毒的更重要的入侵方式是媒介昆虫在植物上取食时，把

艾滋病知识

艾滋病防治 1、艾滋病是一个什么样的病? 艾滋病是由艾滋病病毒引起的一种严重危害人民身体健康的新的传染病，是80年代初从非洲绿猴传染给人类的，该病毒进入人体后主要破坏人的免疫系统，使人失去免疫力，最后导致各种难以治愈的细菌、病毒、原虫感染和恶性肿瘤而失去生命。目前没有有效疫苗预防,也没有根治它的药物,一旦感染,100%的发病死亡。 2、艾滋病是怎么传播的呢？ 艾滋病病毒主要存在于艾滋病病人和感染者的血液、精液、阴道分泌物、乳汁、伤口渗出物中。 艾滋病的传播途径有三条，一是血液途径传播,通过血液传播的途径很多，如输血、共用注射器（共用注射器吸毒、医疗注射）、医疗器械、针灸、刮痧、纹身、拔牙、理发等均能引起艾滋病的传播；二是性接触传播, 性接触传播是艾滋病传播的主要方式，可通过男女之间、男性同性恋之间的性接触传播；三是母婴传播,母婴传播主要有以下三个方面,一是通过胎盘直接传播、二是分娩传播、三是生后母乳喂养传播。 3、日常生活接触会传播艾滋病吗？ 艾滋病病毒对外界抵抗力较弱，在物体上能存活3天，在液体中能活15天。对低温冷冻、紫外线不敏感外，对加热、曝晒、一般消毒剂如70%酒精、10%漂白粉、2%戊二醛、4%福尔马林、35%异丙醇、0.5%来苏和0.3%过氧化氢等处理10分钟，可灭活病毒。因此日常生活接触，如握手、一起工作、一起游泳、学习、吃饭、共用电话、厕所、咳嗽、打喷嚏、蚊虫叮咬不会传播艾滋病。 4、献血会传染艾滋病吗？ 单纯献血不会引起艾滋病传播。有人担心献血时采血器械不清洁，会引起艾滋病的传播，这是不必要的。目前血液机构使用的采血器材，都是一次性无菌器材，不会引起任何传染病的传播。 5、无偿献血是预防经血液途径传播艾滋病的有效措施对吗？ 1998年以前，我国医疗机构临床用血，主要来自职业献血员，过去的职业献血员不进行艾滋病的检测，献血员在进行献血浆时，相同血型的人血球混合，再还输给每个献血员，在献血员中一旦有一个艾滋病感染者，就会传播多个献血员，继而，多个感染者继续传播更多的献血员，造成了献血员中艾滋病的传播，献血员中艾滋病感染率非常高，河南省献血员艾滋病感染率高达10%，因此，职业献血员是艾滋病传播的重要传染源。现在血液机构采集血浆是一人一套采血、离心、分离、器材，不会再有因献血浆造成艾滋病传播的现象。 6、患性病更容易造成艾滋病传播？ 艾滋病可通过性接触传播，其主要传播原理一是男性的精液、女性的阴道分泌物中，均有大量病毒；二是病毒可通过男女生殖器官破损的粘膜进入体内，造成相互传播。一般患性病后，均有不同程度的生殖器官粘膜破损，所以患性病更容易造成艾滋病传播。 7、为什么男男同性恋者是艾滋病的高发人群？ 男性同性恋人群，占成年男性（15-49岁）总数的2-4%，现在随着交通、通讯的发达，该人群的交流范围也日广泛，对艾滋病的传播起着重要的作用。正常男女过性生活，主要采用阴道交，女性阴道上皮细胞为鳞状细胞，相对不易破损，但一方为艾滋病感染者，另一方的传播机率也是很高的。男男同性恋者多采用肛交，肛门上皮细胞为柱状细胞，很容易破损，精液中的病毒乘机从破损处进入机体造成感染，感染的机率远远高于男女性生活的传播。在当前我国各地的男性同性恋人群，经化验检查，艾滋病病毒的平均感染率高达2-3%，大大高于一般人群感染率。我国同性恋人群中的感染者已开始陆续发病。

病毒入侵的故事——细胞的生死之战

病毒入侵的故事——细胞的生死之战 人类自存在以来发生的所有战争在微观世界里其实也在不断的上演，每时每刻，你的身体中都在进行着一场大战。这场起源于几十亿年前的战斗现今仍然在我们每个人的体内发生。 这是关于病毒入侵的故事——细胞的生死之战。从细胞的内部世界揭示了人体细胞系统的精细机制：从狂热的、扮演着针对进出细胞的每个物体的安全防御系统的细胞膜、贯穿细胞的输送物质颗粒的细胞架、以及保持整个细胞世界运转的线粒体，到保存着DNA的细胞核和成千上万种各自拥有不同的蛋白质。而病毒正是旨在劫持这套系统以为其所用：制造更多的病毒。 自我们呱呱坠地以来，身体就具备了，完善的抵御、免疫机制。每当病菌出现一种新的变体，相应的我们免疫系统也会开发出一套新的抵御机制。 然而，纵观现今的药物泛滥，使免疫系统原来越多的依赖药物，身体越来越少的主动抵御、主动研制新方式抗毒，反倒病菌在药物不断地刺激下变异、伪装能力愈来愈强。而我们自身的免疫系统，却被我们养尊处优起来。不敢想象，假如某一天研制药物的资源被我们耗尽，那时，我们的机体是否有能力抵抗，这“药物炼狱”中顽强生长的病毒。 在我们人类所居住的这个地球上，目前已经容纳的人口总数超过了七十亿。我们觉得这是一个了不起的天文数字。 不过，如果把我们的身体比做一个地球的话，那么，在我们身体

里，科学家们发现，它所容纳的属于它那个世界的生命——细胞，竟然达到了120万亿个。 这是一个什么概念呢？相当于地球每承载一个人，我们身体这个世界就要承载近两万个同样鲜活的生命。 细胞是构成人体的最小单位。然而，每一个细胞表面之下都含藏了一个比科幻小说更为离奇的世界。借助放大五万倍的电子显微镜，我们可以看到发生在这个神奇世界里的一切。 在这个世界里，数十亿微型机器每时每刻都在各司其职，相互协作。 有数以亿万计的马达蛋白，它有强健的肢体和双脚，能够将细胞所需要的养分和物质，通过细胞内特殊的轨道运送到细胞的每一处地方。 有被称为线粒体的微型机器，它们能够自由漂移，其内部有个每分钟旋转一千多次的涡轮，能给细胞的生存带来能量。 有无数的白细胞，它们有敏锐的嗅觉和快速的行动力，可以随时出击，吞噬入侵体内的各种细菌。 细胞有它们自己的交流方式，可以通过激素等信号物质，接触、胞间连丝等方式进行信息的交流。 在细胞这个世界里，巨量的蛋白质可组成令人惊叹的构造，比如支撑细胞的内部骨架。这些宏伟的支架结构，根据受力的改变不断调整，通过自建与重建，赋予细胞形状和坚韧度。 当搬运工的马达蛋白，它们利用细胞骨架为公路将养料、化学物

网络安全之入侵检测技术

网络安全之入侵检测技 术 Revised as of 23 November 2020

网络安全之入侵检测技术 标签： 2012-07-31 14:07 中国移动通信研究院卢楠 摘要：入侵检测技术作为网络安全中的一项重要技术已有近30年的发展历史，随着中国移动网络的开放与发展，入侵检测系统（IDS）也逐渐成为保卫中国移动网络安全不可或缺的安全设备之一。在入侵检测技术发展过程中，逐步形成了2类方法、5种硬件架构，不同的方法与架构都存在其优势与不足。本文基于入侵检测的应用场景，对现有的主流技术原理、硬件体系架构进行剖析；详细分析IDS产品的测评方法与技术，并介绍了一个科学合理、方便操作的IDS测评方案。最后，从应用需求出发分析入侵检测技术的未来发展趋势。 1、背景 目前，互联网安全面临严峻的形势。因特网上频繁发生的大规模网络入侵和计算机病毒泛滥等事件使很多政府部门、商业和教育机构等都受到了不同程度的侵害，甚至造成了极大的经济损失。 随着互联网技术的不断发展，网络安全问题日益突出。网络入侵行为经常发生，网络攻击的方式也呈现出多样性和隐蔽性的特征。当前网络和信息安全面临的形势严峻，网络安全的主要威胁如图1所示。

图1 目前网络安全的主要威胁 说到网络安全防护，最常用的设备是防火墙。防火墙是通过预先定义规则并依据规则对访问进行过滤的一种设备；防火墙能利用封包的多样属性来进行过滤，例如：来源 IP 、来源端口号、目的 IP 地址或端口号、(如 WWW 或是 FTP)。对于目前复杂的网络安全来说，单纯的防火墙技术已不能完全阻止网络攻击，如：无法解决木马后门问题、不能阻止网络内部人员攻击等。据调查发现，80%的网络攻击来自于网络内部，而防火墙不能提供实时入侵检测能力，对于病毒等束手无策。因此，很多组织致力于提出更多更强大的主动策略和方案来增强网络的安全性，其中一个有效的解决途径就是入侵检测系统IDS（Intrusion Detection Systems）。 2、入侵检测技术发展历史 IDS即入侵检测系统，其英文全称为：Intrusion Detection System。入侵检测系统是依照一定的安全策略，通过软件和硬件对网络、系统的运行状况进行监视，尽可能发现各种攻击企图、攻击行为或攻击结果，以保证网络系统资源的机密性、完整性和可用性。IDS通用模型如图2所示。

网络安全技术习题及答案第章入侵检测系统

第9章入侵检测系统1. 单项选择题 1) B 2) D 3) D 4) C 5) A 6) D 2、简答题 （1）什么叫入侵检测，入侵检测系统有哪些功能？ 入侵检测系统（简称“IDS”）就是依照一定的，对网络、系统的运行状况进行监视，尽可能发现各种攻击企图、攻击行为或者攻击结果，以保证网络系统资源的机密性、完整性和可用性。 入侵检测系统功能主要有： ●识别黑客常用入侵与攻击手段 ●监控网络异常通信 ●鉴别对系统漏洞及后门的利用 ●完善网络安全管理 （2）根据检测对象的不同，入侵检测系统可分哪几种？ 根据检测对象的不同，入侵检测系统可分为基于主机的入侵检测基于网络的入侵检测、混合型三种。主机型入侵检测系统就是以系统日志、应用程序日志等作为数据源。主机型入侵检测系统保护的一般是所在的系统。网络型入侵检测系统的数据源是网络上的数据包。一般网络型入侵检测系统担负着保护整个网段的任务。混合型是基于主机和基于网络的入侵检测系统的结合，它为前两种方案提供了互补，还提供了入侵检测的集中管理，采用这种技术能实现对入侵行为的全方位检测。 （3）常用的入侵检测系统的技术有哪几种？其原理分别是什么？ 常用的入侵检测系统的技术有两种，一种基于误用检测（Anomal Detection），另一种基于异常检测（Misuse Detection）。 对于基于误用的检测技术来说，首先要定义违背安全策略事件的特征，检测主要判别这类特征是否在所收集到的数据中出现，如果检测到该行为在入侵特征库中，说明是入侵行为，此方法非常类似杀毒软件。基于误用的检测技术对于已知的攻击，它可以详细、准确的报告出攻击类型，但是对未知攻击却效果有限，而且知识库必须不断更新。 基于异常的检测技术则是先定义一组系统正常情况的数值，如CPU利用率、内存利用率、文件校验和等（这类数据可以人为定义，也可以通过观察系统、并用统计的办法得出），然后将系统运行时的数值与所定义的“正常”情况比较，得出是否有被攻击的迹象。这种检测方式的核心在于如何定义所谓的正常情况。

入侵检测系统研究的论文

入侵检测系统研究的论文 摘要介绍了入侵检测系统的概念，分析了入侵检测系统的模型；并对现有的入侵检测系统进行了分类，讨论了入侵检测系统的评价标准，最后对入侵检测系统的发展趋势作了有意义的预测。 关键词入侵检测系统；cidf ；网络安全；防火墙 0 引言 近年来，随着信息和网络技术的高速发展以及政治、经济或者军事利益的驱动，计算机和网络基础设施，特别是各种官方机构的网站，成为黑客攻击的热门目标。近年来对电子商务的热切需求，更加激化了这种入侵事件的增长趋势。由于防火墙只防外不防内，并且很容易被绕过，所以仅仅依赖防火墙的计算机系统已经不能对付日益猖獗的入侵行为，对付入侵行为的第二道防线——入侵检测系统就被启用了。 1 入侵检测系统（ids）概念 1980年，james 第一次系统阐述了入侵检测的概念，并将入侵行为分为外部滲透、内部滲透和不法行为三种，还提出了利用审计数据监视入侵活动的思想[1]。即其之后,1986年dorothy 提出实时异常检测的概念[2]并建立了第一个实时入侵检测模型，命名为入侵检测专家系统（ides），1990年，等设计出监视网络数据流的入侵检测系统，nsm(network security monitor)。自此之后，入侵检测系统才真正发展起来。 anderson将入侵尝试或威胁定义为：潜在的、有预谋的、未经授权的访问信息、操作信息、致使系统不可靠或无法使用的企图。而入侵检测的定义为[4]：发现非授权使用计算机的个体（如“黑客”）或计算机系统的合法用户滥用其访问系统的权利以及企图实施上述行为的个体。执行入侵检测任务的程序即是入侵检测系统。入侵检测系统也可以定义为：检测企图破坏计算机资源的完整性，真实性和可用性的行为的软件。 入侵检测系统执行的主要任务包括[3]：监视、分析用户及系统活动；审计系统构造和弱点；识别、反映已知进攻的活动模式，向相关人士报警；统计分析异常行为模式；评估重要系统和数据文件的完整性；审计、跟踪管理操作系统，识别用户违反安全策略的行为。入侵检测一般分为三个步骤：信息收集、数据分析、响应。 入侵检测的目的：（1）识别入侵者；（2）识别入侵行为；（3）检测和监视以实施的入侵行为；（4）为对抗入侵提供信息，阻止入侵的发生和事态的扩大； 2 入侵检测系统模型 美国斯坦福国际研究所（sri）的于1986年首次提出一种入侵检测模型[2]，该模型的检测方法就是建立用户正常行为的描述模型，并以此同当前用户活动的审计记录进行比较，如果有较大偏差，则表示有异常活动发生。这是一种基于统计的检测方法。随着技术的发展，后来人们又提出了基于规则的检测方法。结合这两种方法的优点，人们设计出很多入侵检测的模型。通用入侵检测构架（common intrusion detection framework简称cidf）组织，试图将现有的入侵检测系统标准化，cidf阐述了一个入侵检测系统的通用模型（一般称为cidf模型）。它将一个入侵检测系统分为以下四个组件： 事件产生器(event generators) 事件分析器(event analyzers) 响应单元(response units) 事件数据库(event databases) 它将需要分析的数据通称为事件，事件可以是基于网络的数据包也可以是基于主机的系统日志中的信息。事件产生器的目的是从整个计算机环境中获得事件，并向系统其它部分提供此事件。事件分析器分析得到的事件并产生分析结果。响应单元则是对分析结果做出反应

艾滋病的防护及护理

艾滋病的防护及护理 艾滋病的基本知识 1、在HIV进入人体后，主要是在（）内进行复制D 2、最常用的HIV诊断方式是（）B 3、艾滋病目前全球的主要传播途径是（）A 4、关于艾滋病的说法错误的是（）B 5、HIV病毒特点不包括（）A 医护人员应对艾滋病方式 1、（）是HIV感染者行为干预的第一步C 2、HIV感染者和病人常见心理反应的第一个阶段是（）A 3、对艾滋病患者进行心理护理的措施和注意事项，不恰当的是（）A 4、（）是HIV阳性结果告知的工作基础D 5、照顾艾滋病患者需掌握的要点不包括（）C HIV感染抗病毒治疗及不良反应处理 1、已经进行了较长时间抗HIV病毒治疗并且合并HBV或HCV感染的病人，若出现ALT >200，正确的处理方式是（）D 2、抗HIV病毒治疗的不良反应（）主要由去羟肌苷和司他夫定引起,通常出现在治疗后至少3个月后A 3、HIV抗病毒治疗病毒载量达到检测不出的水平后又反复>400拷贝/ml，是为（）B 4、关于抗HIV病毒治疗后的骨坏死，下述说法不正确的是（）D 5、关于HIV抗病毒治疗导致的骨髓抑制，下述说法不正确的是（）C 依从性教育 1、针对影响抗HIV病毒治依从性的社会因素，目前主要采用的干预方法是（）D 2、影响抗HIV病毒治依从性的病人/医务人员的因素是（）B 3、如果一患者按规定服用药物的数量为90片，实际服用了87 片，则该患者的依从性是（）D 4、对HIV病毒治依从性差的静脉吸毒者督导的重点是（）A 5、下述内容属于艾滋病患者抗病毒治疗前提供的第二次咨询的内容的是（）C HIV职业暴露与职业防护 1、可能暴露的意外情况，不包括（）A 2、不会传染HIV的体液或分泌物是（）A 3、对于针刺伤职业暴露后的局部处理，不正确的是（）B 4、对具有潜在HIV感染风险的人员应在暴露后尽快开始预防性治疗，最好不要超过（）A 5、接受PEP药物者中，74%出现药物不良反应，其中最常见的不良反应是（）C

常用免疫学检验技术的基本原理

常用免疫学检验技术的基本原理 免疫学检测即是根据抗原、抗体反应的原理，利用已知的抗原检测未知的抗体或利用已知的抗体检测未知的抗原。由于外源性和内源性抗原均可通过不同的抗原递呈途径诱导生物机体的免疫应答，在生物体内产生特异性和非特异性T 细胞的克隆扩增，并分泌特异性的免疫球蛋白（抗体）。由于抗体－抗原的结合具有特异性和专一性的特点，这种检测可以定性、定位和定量地检测某一特异的蛋白（抗原或抗体）。免疫学检测技术的用途非常广泛，它们可用于各种疾病的诊断、疗效评价及发病机制的研究。 最初的免疫检测方法是将抗原或抗体的一方或双方在某种介质中进行扩散，通过观察抗原－抗体相遇时产生的沉淀反应，检测抗原或抗体，最终达到诊断的目的。这种扩散可以是蛋白的自然扩散，例如环状沉淀试验、单向免疫扩散试验、双向免疫扩散实验。单向免疫扩散试验就是在凝胶中混入抗体，制成含有抗体的凝胶板，而将抗原加入凝胶板预先打好的小孔内，让抗原从小孔向四周的凝胶自然扩散，当一定浓度的抗原和凝胶中的抗体相遇时便能形成免疫复合物，出现以小孔为中心的圆形沉淀圈，沉淀圈的直径与加入的抗原浓度成正比。 利用蛋白在不同酸碱度下带不同电荷的特性，可以利用人为的电场将抗原、抗体扩散，例如免疫电泳试验和双向免疫电泳。免疫电泳首先将抗原加入凝胶中电泳，将抗原各成分依次分散开。然后沿电泳方向平行挖一直线形槽，于槽内加入含有针对各种抗原的混合抗体，让各抗原成分与相应抗体进行自然扩散，形成沉淀线。然后利用标准的抗原－抗体沉淀线进行抗原蛋白（或抗体）的鉴别。上述的方法都是利用肉眼观察抗原－抗体反应产生的沉淀，因此灵敏度有很大的局限。比浊法引入沉淀检测产生的免疫比浊法就是利用浊度计测量液体中抗原－抗体反应产生的浊度，根据标准曲线来计算抗原（或抗体）的含量。该方法不但大大提高了检测的灵敏度，且可对抗原、抗体进行定量的检测。

局域网病毒入侵原理及防范方法

计算机病毒在网络中泛滥已久，而其在局域网中也能快速繁殖，导致局域网计算机的相互感染，使整个公司网络瘫痪无法正常运做，其损失是无法估计的。 一、局域网病毒入侵原理及现象 一般来说，计算机网络的基本构成包括网络服务器和网络节点站（包括有盘工作站、无盘工作站和远程工作站）。计算机病毒一般首先通过各种途径进入到有盘工作站，也就进入网络，然后开始在网上的传播。具体地说，其传播方式有以下几种。 （1）病毒直接从工作站拷贝到服务器中或通过邮件在网内传播； （2）病毒先传染工作站，在工作站内存驻留，等运行网络盘内程序时再传染给服务器； （3）病毒先传染工作站，在工作站内存驻留，在病毒运行时直接通过映像路径传染到服务器中 （4）如果远程工作站被病毒侵入，病毒也可以通过数据交换进入网络服务器中一旦病毒进入文件服务器，就可通过它迅速传染到整个网络的每一个计算机上。而对于无盘工作站来说，由于其并非真的"无盘"（它的盘是网络盘），当其运行网络盘上的一个带毒程序时，便将内存中的病毒传染给该程序或通过映像路径传染到服务器的其他的文件上，因此无盘工作站也是病毒孽生的温床。

由以上病毒在网络上的传播方式可见，在网络环境下，网络病毒除了具有可传播性、可执行性、破坏性等计算机病毒的共性外，还具有一些新的特点。 （1）感染速度快 在单机环境下，病毒只能通过介质从一台计算机带到另一台，而在网络中则可以通过网络通讯机制进行迅速扩散。根据测定，在网络正常工作情况下，只要有一台工作站有病毒，就可在几十分钟内将网上的数百台计算机全部感染。 （2）扩散面广 由于病毒在网络中扩散非常快，扩散范围很大，不但能迅速传染局域网内所有计算机，还能通过远程工作站将病毒在一瞬间传播到千里之外。 （3）传播的形式复杂多样 计算机病毒在网络上一般是通过"工作站"到"服务器"到"工作站"的途径进 行传播的，但现在病毒技术进步了不少，传播的形式复杂多样。 （4）难于彻底清除e. 单机上的计算机病毒有时可以通过带毒文件来解决。低级格式化硬盘等措施能将病毒彻底清除。而网络中只要有一台工作站未能清除干净，就可使整个网络重新被病毒感染，甚至刚刚完成杀毒工作的一台工作站，就有可能被网上另一台带毒工作站所感染。因此，仅对工作站进行杀毒，并不能解决病毒对网络的危害。

入侵检测技术

入侵检测技术 一、入侵检测技术 入侵检测的研究最早可追溯到James Aderson在1980年的工作,他首先提出了入侵检测的概念,在该文中Aderson提出审计追踪可应用于监视入侵威胁，但由于当时所有已有的系统安全程序都着重于拒绝未经认证主体对重要数据的访问,这一设想的重要性当时并未被理解。1987年Dorothy.E.Denning[2]提出入侵检测系统(Intrusion Detection System，IDS)的抽象模型,首次将入侵检测的概念作为一种计算机系统安全防御问题的措施提出，与传统加密和访问控制的常用方法相比,IDS是全新的计算机安全措施。1988年的Morris Internet蠕虫事件使得Internet近5天无法使用。该事件使得对计算机安全的需要迫在眉睫,从而导致了许多IDS系统的开发研制。 入侵检测（Intrusion Detection）的定义为：识别针对计算机或网络资源的恶意企图和行为，并对此作出反应的过程。IDS则是完成如上功能的独立系统。IDS能够检测未授权对象（人或程序）针对系统的入侵企图或行为(Intrusion)，同时监控授权对象对系统资源的非法操作(Misuse)。 ●从系统的不同环节收集信息； ●分析该信息，试图寻找入侵活动的特征； ●自动对检测到的行为做出响应； ●纪录并报告检测过程结果。 入侵检测作为一种积极主动的安全防护技术，提供了对内部攻击、外部攻击和误操作的实时保护，在网络系统受到危害之前拦截和响应入侵。入侵检测系统能很好的弥补防火墙的不足，从某种意义上说是防火墙的补充[1]。 二、入侵检测的分类 现有的分类，大都基于信息源和分析方法进行分类。 2.1 根据信息源的不同，分为基于主机型和基于网络型两大类 2.1.1 基于主机的入侵检测系统 基于主机的IDS可监测系统、事件和Windows NT下的安全记录以及Unix环境下的系统记录。当有文件被修改时，IDS将新的记录条目与已知的攻击特征相比较，看它们是否匹配。如果匹配，就会向系统管理员报警或者作出适当的响应。 基于主机的IDS在发展过程中融入了其他技术。检测对关键系统文件和可执行文件入侵

网络入侵检测原理与技术

网络入侵检测原理与技术 摘要：计算机网络技术的发展和应用对人类生活方式的影响越来越大，通过Internet人们的交流越来越方便快捷，以此同时安全问题也一直存在着，而人们却一直未给予足够的重视，结果连接到Internet上的计算机暴露在愈来愈频繁的攻击中，基于计算机、网络的信息安全问题已经成为非常严重的问题。 关键词：入侵检测；入侵检测系统；入侵检测系统的原理、方法、技术 一、网络入侵及其原因 简单来说，网络安全问题可以分为两个方面： 1)网络本身的安全； 2)所传输的信息的安全。 那么，我们之所以要进行网络入侵检测，原因主要有以下几个：1）黑客攻击日益猖獗 2）传统安全产品存在相当多的问题 二、入侵检测原理、方法及技术 1、入侵检测概念 入侵检测是指对潜在的有预谋的未经授权的访问信息、操作信息以及致使系统不可靠、不稳定或者无法使用的企图的检测和监视。它是对安全保护的一种积极主动地防御策略，它从计算机网络系统中的若干关键点收集信息，并进行相应的分析，以检查网路中是否有违反安全策略的行为和遭到袭击的迹象。入侵检测被认为是防火墙之后第二道安全闸门，在不影响网路性能的前提下对网络进行监测，从而提供对内外部攻击和误操作的实时保护。 2、入侵检测模型

3、入侵检测原理 根据入侵检测模型，入侵检测系统的原理可以分为以下两种： 1）异常检测原理 该原理根据系统或者用户的非正常行为和使用计算机资源的非正常情况来检测入侵行为。 异常检测原理根据假设攻击和正常的活动的很大的差异来识别攻击。首先收集一段正常操作的活动记录，然后建立代表用户、主机或网络连接的正常行为轮廓，再收集事件数据同时使用一些不同的方法来决定所检测到的事件活动是否正常。 基于异常检测原理的入侵检测方法和技术主要有以下几种方法： a)统计异常检测方法； b)特征选择异常检测方法； c)基于贝叶斯推理异常的检测方法； d)基于贝叶斯网络异常检测方法； e)基于模式预测异常检测方法。 其中比较成熟的方法是统计异常检测方法和特征选择异常检测方法，对这两种方法目前已有由此而开发成的软件产品面市，而其他方法都还停留在理论研究阶段。 异常检测原理的优点：无需获取攻击特征，能检测未知攻击或已知攻击的变种，且能适应用户或系统等行为的变化。 异常检测原理的缺点：一般根据经验知识选取或不断调整阈值以满足系统要求，阈值难以设定；异常不一定由攻击引起，系统易将用户或系统的特殊行为(如出错处理等)判定为入侵，同时系统的检测准确性受阈值的影响，在阈值选取不当时，会产生较多的检测错误，造成检测错误率高；攻击者可逐渐修改用户或系统行为的轮廓模型，因而检测系统易被攻击者训练；无法识别攻击的类型，因而难以采取适当的措施阻止攻击的继续。 2）误用检测原理 误用检测，也称为基于知识或基于签名的入侵检测。误用检测IDS根据已知攻击的知识建立攻击特征库，通过用户或系统行为与特征库中各种攻击模式的比较确定是否发生入侵。常用的误用检测方法和技术主要有： a)基于专家系统的检测方法； b)基于状态转移分析的检测方法； c)基于条件的概率误用检测方法； d)基于键盘监控误用检测方法； e)基于模型误用检测方法。 误用检测技术的关键问题是：攻击签名的正确表示。误用检测是根据攻击签名来判断入侵的，如何用特定的模式语言来表示这种攻击行为，是该方法的关键所在。尤其攻击签名必须能够准确地表示入侵行为及其所有可能的变种，同时又不会把非入侵行为包含进来。由于大部分的入侵行为是利用系统的漏洞和应用程序的缺陷进行攻击的，那么通过分析攻击过程的特征、条件、排列以及事件间的关系，就可具体描述入侵行为的迹象。 4、入侵检测方法 1）基于概率统计的检测 该方法是在异常入侵检测中最常用的技术，对用户行为建立模型并根据该模型，当发现出现可疑行为时进行跟踪，监视和记录该用户的行为。优越性在于理论成熟，缺点是匹配用